本文作者/360首席技術(shù)專家?任寰

 
在結(jié)束不久的?Google?I/O?大會(huì)上，Android下一代操作系統(tǒng)“Android??L”帶來(lái)不少驚喜——新系統(tǒng)號(hào)稱運(yùn)行更快、更省電。

然而開發(fā)者對(duì)這個(gè)新系統(tǒng)也有頗多疑問(wèn)，比如新的運(yùn)行模式ART對(duì)開發(fā)者意味著什么？ART模式能否讓應(yīng)用的體驗(yàn)超越蘋果？我認(rèn)為在ART運(yùn)行方式下“L”的性能提升在15%到80%之間。同時(shí)，ART優(yōu)化了垃圾回收方式，執(zhí)行效率比現(xiàn)行的Dalvik提高50%以上，減少了執(zhí)行垃圾回收時(shí)對(duì)應(yīng)用帶來(lái)的卡頓，使應(yīng)用運(yùn)行更流暢。

而在安全性方面，ART和Dalvik相比，安全模型和基本機(jī)制沒有變化。但ART有一些細(xì)節(jié)改進(jìn)，對(duì)安全有幫助。比如，安裝時(shí)對(duì)dex文件做了更嚴(yán)格的驗(yàn)證。

圖：Android?L?運(yùn)行界面

以下我匯集整理了論壇上開發(fā)者提問(wèn)最多的6個(gè)問(wèn)題，一并解答，希望可以幫助開發(fā)者更好滴認(rèn)識(shí)這個(gè)全新的系統(tǒng)。

問(wèn)題1.?為什么ART能提高性能？

答：主要來(lái)自兩方面。

• 預(yù)先（Ahead-of-time）編譯

Android應(yīng)用開發(fā)時(shí)，生成的Dex文件包含Java的Byte?Code。在Android?L以前，默認(rèn)用Dalvik虛擬機(jī)。應(yīng)用運(yùn)行時(shí)，Dalvik對(duì)Java?Byte?Code進(jìn)行解釋執(zhí)行，或進(jìn)行Junt-In-Time的編譯。在Android?L里，應(yīng)用安裝時(shí)，用系統(tǒng)工具dex2oat將安裝包中的Dex文件編譯為ELF格式的執(zhí)行文件（.oat文件）。應(yīng)用運(yùn)行時(shí)直接執(zhí)行二進(jìn)制指令。

• 優(yōu)化垃圾回收（garbage?collection）

垃圾回收主要有兩種：

（1）gc_concurrent。執(zhí)行時(shí)，Dalvik會(huì)在本次gc的開始和結(jié)束時(shí)會(huì)短時(shí)間暫停代碼的執(zhí)行。

（2）gc_for_alloc。執(zhí)行時(shí)，會(huì)較長(zhǎng)時(shí)間中斷Java代碼的運(yùn)行。在ART里，執(zhí)行g(shù)c_concurrent時(shí)，只會(huì)暫停代碼一次。執(zhí)行g(shù)c_for_alloc時(shí)，中斷Java代碼運(yùn)行的時(shí)間大大縮小了?？傮w上講，ART里垃圾回收占用的開銷比Dalvik少50%以上。減少了垃圾回收時(shí)對(duì)應(yīng)用帶來(lái)的卡頓，使應(yīng)用運(yùn)行更流暢。

問(wèn)題2.?對(duì)應(yīng)用開發(fā)者來(lái)說(shuō)，需要做什么適配工作以支持ART。比如重新編譯，打包？

答：對(duì)絕大多數(shù)開發(fā)者來(lái)說(shuō)，不需要。不論虛擬機(jī)是Dalvik還是ART，安裝包里所包含的仍然是Dex文件。由Dex文件編譯為二進(jìn)制文件的工作是在應(yīng)用安裝時(shí)，由裝在設(shè)備上的系統(tǒng)工具dex2oat完成的。

問(wèn)題3.?Android的應(yīng)用在ART里運(yùn)行后，開發(fā)者還能在Java層面進(jìn)行調(diào)試嗎？

答：可以。事實(shí)上，應(yīng)用安裝后，編譯生成的.oat文件中，包含了原始的Dex文件。保留Dex文件有兩個(gè)原因：

1. 需要Dex里的關(guān)于類的信息，以支持Java反射等操作。
2. 調(diào)試時(shí)，要用Dex里的調(diào)試信息。

正由于這個(gè)原因，編譯生成的.oat文件，大小是原始的Dex文件的兩倍以上。

問(wèn)題4.?用ART后，性能最終能提高多少？

答：取決于具體的應(yīng)用。在Google?I/O上，Google給的例子是提升兩倍以上。

ART我們實(shí)際測(cè)試下來(lái)，性能提升在15%到80%之間。對(duì)于大量使用CPU的應(yīng)用，性能提升比較明顯。但如果應(yīng)用程序的時(shí)間主要花在調(diào)用系統(tǒng)API，提升會(huì)小一些。因?yàn)楹芏嘞到y(tǒng)API的代碼主要在底層的.so里面。

問(wèn)題5.?ART在安全性上有沒有提升？

答：ART和Dalvik相比，安全模型和基本機(jī)制沒有變化。但ART有一些細(xì)節(jié)改進(jìn)，對(duì)安全有幫助。比如：

1. 安裝時(shí)對(duì)dex文件做了更嚴(yán)格的驗(yàn)證。
2. 糾正了Dalvik長(zhǎng)期存在的一個(gè)對(duì)象模型的問(wèn)題：一個(gè)類里的方法，如果沒有加訪問(wèn)限制（即沒有用Public，Private，Protected描述），Java規(guī)定是package-private方法，不在同一package的子類不能訪問(wèn)和重載。而Dalvik一直允許子類重載package-private的方法。ART里做了修改，行為與Java標(biāo)準(zhǔn)一致。

問(wèn)題6.?Android?L使用ART后，有什么要引起注意的地方？

答：主要有這么幾個(gè)：

1. 因?yàn)榘惭b時(shí)進(jìn)行了預(yù)先編譯。應(yīng)用安裝的時(shí)間變長(zhǎng)，安裝后生成的文件變大。
2. 如果以DexClassLoader的形式加載代碼，第一次執(zhí)行時(shí)間也會(huì)變長(zhǎng)。
3. 對(duì)應(yīng)用最好進(jìn)行兼容性測(cè)試。大多數(shù)應(yīng)用無(wú)需修改，但如果應(yīng)用程序本身對(duì)Dex文件做了處理，比如進(jìn)行了加殼，可能有兼容性問(wèn)題。

 

總體來(lái)說(shuō)，Android?L十分值得我們期待，今年秋天Google將推出正式版本，不過(guò)鑒于目前Android系統(tǒng)碎片化的現(xiàn)狀，當(dāng)前大部分手機(jī)無(wú)法升級(jí)，只能購(gòu)買新款手機(jī)。

 

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